CN101103949B - 行走辅助装置 - Google Patents
行走辅助装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101103949B CN101103949B CN2007101286504A CN200710128650A CN101103949B CN 101103949 B CN101103949 B CN 101103949B CN 2007101286504 A CN2007101286504 A CN 2007101286504A CN 200710128650 A CN200710128650 A CN 200710128650A CN 101103949 B CN101103949 B CN 101103949B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- joint portion
- leg support
- user
- cradle
- bend
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
- A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
- A61F5/0102—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
- A61H3/008—Using suspension devices for supporting the body in an upright walking or standing position, e.g. harnesses
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
- A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
- A63B23/04—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for lower limbs
- A63B23/0405—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for lower limbs involving a bending of the knee and hip joints simultaneously
- A63B23/047—Walking and pulling or pushing a load
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
- A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
- A61H2201/165—Wearable interfaces
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/50—Control means thereof
- A61H2201/5053—Control means thereof mechanically controlled
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2205/00—Devices for specific parts of the body
- A61H2205/10—Leg
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2205/00—Devices for specific parts of the body
- A61H2205/12—Feet
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Rehabilitation Therapy (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Nursing (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Pain & Pain Management (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
一种行走辅助装置,其经负荷传递部(1)可将腿支架(5)产生的力传递至使用者躯体,其中,所述腿支架包括:经第一关节部(3)被连结于负荷传递部(1)的第一支架部(6)、经第二关节部(4)被连结于脚部安装部(2)的第二支架部(7)、将第一支架部和第二支架部弯曲自如地进行连结的中间的第三关节部(8)、和驱动第三关节部的驱动源(9),在该腿支架处,即使第三关节部的弯曲角为0度,也不会失去上推负荷传递部方向上的控制性,且在使用者的腿伸为笔直的状态下,腿支架也能伸为笔直状态。第一支架部(6)和第二支架部(7)的至少一个是由伸缩自如的支架构成。设置连动机构(11),其与第三关节部(8)的弯曲角的增减动作连动,使第二支架部(7)进行收缩及拉伸。
Description
技术领域
本发明涉及一种辅助使用者行走的行走辅助装置。
背景技术
以往,作为这种行走辅助装置,公知有下述装置:该装置具有被安装在使用者躯体上的躯体安装部、被安装在使用者大腿上的大腿安装部、被安装在使用者小腿上的小腿安装部、和被安装在使用者脚部上的脚部安装部,其中,所述大腿安装部,其经由相当于人的股关节的股关节部连结于躯体安装部;所述小腿安装部,其经由相当于人的膝关节的膝关节部连结于大腿安装部;所述脚部安装部,其经由相当于人的脚腕关节的脚腕关节部连结于小腿安装部,并在与各关节部同轴上设置驱动该各关节部的驱动源(例如可参照日本特开2003-220102号公报)。在该装置中,来自股关节部用驱动源的辅助力矩经由大腿安装部赋予使用者大腿,并且,来自膝关节部用驱动源的辅助力矩经由小腿安装部赋予使用者小腿,此外,来自脚腕关节部用驱动源的辅助力矩经由脚部安装部赋予使用者脚部,从而可以辅助行走。
所述现有例的装置,虽然可以辅助使用者的大腿、小腿、脚部的所有动作,而其反面,大腿和小腿被大腿安装部以及小腿安装部所拘束,束缚感变强。而且,有必要设置股关节部、膝关节部、脚腕关节部的各关节部用的驱动源,具有成本变高的问题。
为解决所述问题,还可以考虑将行走辅助装置构成为,具有:负荷传递部、安装在使用者脚部的脚部安装部、负荷传递部与脚部安装部间的腿支架,并经负荷传递部可将由腿支架产生的力传递至使用者躯体。由此,通过经负荷传递部被传递至使用者躯体的、来自腿支架的力,来减少作用于使用者腿上的负荷,而能辅助行走。并且,腿支架不对使用者的腿产生约束,能够消除束缚感。在该情况下,腿支架只要由上部的第一支架部、下部的第二支架部、中间的第三关节部和驱动第三关节部的驱动源构成,并通过由驱动源产生使第三关节部的弯曲角减少的方向(使腿支架伸展的方向)的力,可减轻作用于使用者腿上的负荷;所述第一支架部经第一关节部被连结于负荷传递部;所述第二支架部经第二关节部被连结于脚部安装部;所述第三关节部将第一支架部和第二支架部弯曲自如地进行连结。
这里,腿支架不对使用者的腿产生约束,即使当使用者进行直立将腿伸为笔直的状态、且腿支架变为弯曲的状态下,也不会对使用者的腿作用以使膝关节弯曲的力。然而,这样的话,在使用者直立的状态下,腿支架的第三关节部会比使用者的膝关节更向前方突出,给使用者以不谐调感。因此,希望使用者的腿在伸为笔直的状态下时,第三关节部的弯曲角为0度,即,使腿支架成为伸展状态。但是,这样会产生下述的问题。
即,用第三关节部进行弯曲的腿支架,在第三关节部的弯曲角变为0度时,用第三关节部的弯曲角对腿支架的长度(连结腿支架上端的第一关节部与下端的第二关节部的连线长度)进行微分后的腿支架的伸缩速度也为0。其结果,会失去使腿支架伸展的方向、即上推负荷传递部方向上的控制性。所以,在使用者的腿伸为笔直的状态下,一旦使第三关节部的弯曲角成为0度时,在使用者将腿伸展为笔直的状态下,并进行单腿站立等动作而使负荷发生变化时,无法对应于该负荷的变化,而对由腿支架产生的、负荷传递部的上推力进行适当的控制。因此,使用者的腿在伸为笔直的状态下时,有必要使腿支架处于多少有一些弯曲的状态,而不会失去上推负荷传递部方向上的控制性,却造成给使用者以不谐调感的结果。
发明内容
本发明借鉴了上述观点,其目的在于提供一种行走辅助装置,该装置在腿支架伸展的状态下也不会失去上推负荷传递部方向上的控制性、并当使用者的腿伸为笔直的状态下时腿支架也能够处于伸展的状态的、使用者可以不用感受到不谐调即能进行使用。
为达到上述目的,本发明提供一种行走辅助装置,其具有:负荷传递部、安装在使用者脚部的脚部安装部、以及负荷传递部与脚部安装部间的腿支架,并且,经负荷传递部将由腿支架产生的力传递至使用者躯体,其中,腿支架由上部的第一支架部、下部的第二支架部、中间的第三关节部和驱动第三关节部的驱动源构成,其中,所述第一支架部经由第一关节部连结于负荷传递部;所述第二支架部经由第二关节部连结于脚部安装部;所述中间的第三关节部将第一支架部和第二支架部弯曲自如地进行连结,该行走辅助装置的特征在于,第一支架部和第二支架部中的至少一个由伸缩自如的伸缩支架构成,并具有连动机构,该连动机构与第三关节部的弯曲角度的增减动作连动,使伸缩支架收缩及拉伸。
根据本发明,由于伴随第三关节部的弯曲角度的减少,构成第一支架部和第二支架部中至少一个的伸缩支架拉伸,因而,即使第三关节部的弯曲角度变为0度,伸缩支架的伸缩速度(用第三关节部的弯曲角对伸缩支架的长度进行微分后的速度)也不为0。由此,用第三关节部的弯曲角度对腿支架的长度(连结腿支架上端的第一关节部和下端的第二关节部的连线的长度)进行微分后的腿支架的伸缩速度也不会为0。所以,即使第三关节部的弯曲角度变为0度,也不会失去在上推负荷传递部方向上的控制性,能够适当地控制对应负荷变化、并由腿支架产生的负荷传递部的上推力。其结果,在使用者的腿伸为笔直的状态下,可以使第三关节部的弯曲角为0度,即,腿支架变为伸展的状态,使用者不会感受到不谐调便能进行使用。
另外,还可以以下述方式构成连动机构:设置伸缩支架的伸缩用驱动源和可检测第三关节部弯曲角度的传感器,并根据来自传感器的信号使伸缩用驱动源动作,使伸缩支架进行伸缩。然而,这样的话,不仅成本增加,同时受伸缩用驱动源的影响,腿支架的总重量变重。对此,如果所述连动机构由将所述第三关节部的旋转运动或所述驱动源的旋转运动转换为用于所述伸缩支架进行伸缩的直线运动的机械机构构成,则不仅可以降低成本,还可将腿支架总重量的增加控制在较低程度,因而是有利的。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的行走辅助装置的侧视图。
图2是表示本发明第一实施方式的行走辅助装置的正视图。
图3是表示第一实施方式的行走辅助装置的腿支架的第三关节部附近的立体图。
图4是表示使第一实施方式的行走辅助装置的腿支架弯曲时的侧视图。
图5(a)是表示相对于第三关节部的弯曲角的、腿支架的长度变化图表。
图5(b)是表示相对于第三关节部的弯曲角的、腿支架的伸缩速度变化图表。
图6(a)是表示第二实施方式的腿支架伸展状态的侧视图。
图6(b)是表示该腿支架的弯曲状态时的侧视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式的行走辅助装置进行说明。如图1及图2所示,行走辅助装置具有:使用者P可跨坐的、作为负荷传递部的落座构件1;安装在使用者左右脚部的左右一对的脚部安装部2、2;左右一对的腿支架5、5,所述腿支架5、5经上端的第一关节部3连结在落座构件1上,并且经各个下端的第二关节部4被连结在两脚部安装部2、2处。
各腿支架5由可改变第一关节部3与第二关节部4间距的、弯曲自如的支架构成。即,各腿支架5构成为由第三关节部8弯曲自如地连结上部的第一支架部6和下部的第二支架部7而成;所述第一支架部6经由第一关节部3连结于落座构件1上;所述第二支架部7经第二关节部4连结于各脚部安装部2上。在各腿支架5上搭载有第三关节部8用驱动源9。并且,通过由驱动源9对第三关节部8的驱动,将伸展方向上的力加于各腿支架5之上,产生支持使用者体重中至少一部分重量的支持力(以下称,体重减负辅助力)。在各腿支架5处所产生的体重减负辅助力经落座构件1传递至使用者P的躯体,减轻了作用于使用者P腿上的负荷。
本实施方式中的行走辅助装置,只需将脚部安装部2装置于使用者P脚部并坐于落座构件1处即可使用,几乎不会有束缚感。并且,由于第一关节部3及腿支架5位于使用者P的胯下,在行走中挥臂时,手不会与第一关节部3和腿支架5接触,能够自由挥臂。而且,装置实现小型化,即使在狭小的场所也能使用,束缚感的减轻加上挥臂自由度的确保,显著提高了使用便利性。
落座构件1由使用者P落座的鞍状座位部1a、支持座位部1a的下部的支持架1b构成。而且,各腿支架5用的各第一关节部3具有设置在落座构件1下侧、前后方向上为长圆弧状的导轨31。并且,各腿支架5经多个辊62移动自由地卡合在该导轨31上;所述多个辊62由轴固定于滑动体61上;所述滑动体61则固定于第一支架部6的上端部。这样,各腿支架5以导轨31的曲率中心为中心可在前后方向上摆动,各腿支架5的前后方向的摆动支点即为导轨31的曲率中心。
参照图1,导轨31的曲率中心,即各第一关节部3处的各腿支架5前后方向的摆动支点3a位于落座构件1的上方。这里,当使用者P的上半身进行前倾等动作时,利用者P的上半身的体重作用在落座构件1上的作用点一旦偏离至各腿支架5前后方向上的摆动支点3a的前方时,落座构件1则向前下方倾斜。并且,如果落座构件1这样持续倾斜,落座构件1便会相对使用者P向后方偏离。然而,在本实施方式中,伴随着落座构件1往前下方的倾斜,体重作用点在摆动支点3a的下侧向后方位移,这样减少了该支点3a和体重作用点间的前后方向上的距离,作用于落座构件1的转动力矩也就减少。而且,在体重作用点位移至摆动支点3a的正下方时,作用于落座构件1的转动力矩变为零,在该状态下,落座构件1则为稳定。如此,由于落座构件1会自动收敛在稳定状态,因此可抑制落座构件1在使用者P胯下的前后方向上的偏移。
而且,各腿支架5上端部的滑动体61卡合于导轨的位于下述连线后方的部分,该连线为连结各腿支架5的第三关节部8和各腿支架5前后方向上的摆动支点3a(导轨31的曲率中心)的线。由此,不必使得导轨31的长度那么长就可以确保各腿支架5追随使用者P各腿向前的摆出动作的向前摆动冲程。
另外,左右各腿支架5用的各导轨31经前后方向的支承轴32由轴支承于落座构件1的支持架1b上,所以,各导轨31以横向摆动自由的方式连结于落座构件1上。因此,容许各腿支架5的横向摆动,使用者P的腿可以外转。
各脚部安装部2具有鞋21、和从鞋21内部向上方突出的连结构件22。并且,各腿支架5的第二支架部7经第二关节部4连结于该连结构件22。第二关节部4由下述的3轴构造构成,该3轴构造具有横向第一轴41、上下方向的第二轴42和前后方向的第三轴43。同时,在第二关节部4处装置有2轴力传感器44。这里,从横向看来,所述体重减负辅助力作用于连结摆动支点3a与第一轴41的连线(以下称,基准线)L之上;所述摆动支点3a为在第一关节部3处的腿支架5前后方向的摆动支点;所述第一轴41为在第二关节部4处的腿支架5前后方向的摆动支点。并且,根据由力传感器44检测出的2轴向的力的测定值来计算出作用于基准线L上的实际的体重减负辅助力(正确地说是,体重减负辅助力、加上落座构件1及各腿支架5的重量的合力)。
另外,如图1所示,在设置于鞋21内的内垫23的下面,前后安装了一对压力传感器24、24;该前后一对的压力传感器对作用在使用者P的脚部中脚趾关节(MP关节)部分和脚跟部分的负荷进行检测。在辅助行走时,首先,根据由各脚部安装部2的两个力传感器24、24的测定值,计算出作用于各脚的作用负荷相对于作用在使用者的两脚上的总负荷的比例。接着,计算出下述数值作为应在各腿支架5上产生的体重减负辅助力的目标控制值;所述数值为在预设好的体重减负辅助力设定值上乘以各个脚的负荷比例后的数值。并且,控制驱动源9,以使根据所述力传感器44的测定值计算而得的实际的体重减负辅助力能够成为目标控制值。
这里,驱动源9虽然被配置在腿支架5上,但是由于驱动源9是重物,驱动源9与第一关节部3处的腿支架5前后方向的摆动支点3a间的距离一旦变长,包含驱动源9在内的腿支架5的整体重心与摆动支点3a间的距离也变长。其结果,腿支架5绕摆动支点3a的惯性力矩变大,在使用者P的自由腿(脚部离开地面的腿)向前方摆出时,因腿支架5的惯性力矩,而使作用于自由腿的负担加重。因此,在本实施方式中,将驱动源9配置于在第一支架部6的第三关节部8的上部,使包含了驱动源9在内的腿支架5的整体重心位于第三关节部8的上方。由此,腿支架5的整体重心与摆动支点3a间的距离变短,腿支架5绕摆动支点3a的惯性力矩减少,作用于使用者P自由腿上的负担得到减轻。
而且,使腿支架5的整体重心位于第三关节部8上面的意思是指第一支架部6的质量要比第二支架部7的质量大。这里,人的大腿要比小腿重。并且,通过使腿支架5的整体重心位于第三关节部8的上面,腿支架5的第一支架部6与第二支架部7的质量比,和人的大腿与小腿的质量比相接近。而且,第一支架部6与第二支架部7的长度比,和人的大腿与小腿的长度比几乎相等。因此,使用者的自由腿及跟随其活动的腿支架5的整体固有振动数则是接近于自由腿单独的固有振动数的值,不会给自由腿的行动带来不谐调感。
另外,在本实施方式中,驱动源9由电动机91和行星齿轮式减速器92构成,在该场合,还可以考虑将电动机91和减速器92以位于第一支架部6上端附近的方式同轴配置。然而,在避免与使用者P的腿有干扰的基础上,腿支架5的横向厚度是有限制的。而且,将电动机91与减速器92在同轴上配置的情况下,驱动源9的配置部的厚度超过了腿支架5的厚度限度,驱动源9有可能会碰到使用者P的腿部。因而,在本实施方式中,在第一支架部6上,以使电动机91位于减速器92上方的方式配置电动机91和减速器92。由此,比减速器92重的电动机91会靠近摆动支点3a。因此,可以有效地降低腿支架5绕摆动支点3a的惯性力矩。
第三关节部8经减速器92和动力传递机构10由电动机91来驱动。对此参考图3进行详细说明。第三关节部8构成为:经横向关节轴81将第二支架部7的上端部由轴固定于第一支架部6的下端部。另外,动力传递机构10包括:设置于减速器92输出端的第一曲柄臂部101、向关节轴81上方延伸且与第二支架部7为一体的第二曲柄臂部102、和连结两曲柄臂部101、102的杆103。由此,经第一曲柄臂部101和杆部103减速器92的转动输出被传递至第二曲柄臂部102,第二支架部7以关节轴81为中心相对于第一支架部6进行摆动,腿支架5由图1所示的伸展状态向如图4所示那样进行弯曲。
但是,在使用者P的腿伸为笔直的状态下,腿支架5弯曲时,第三关节部8比使用者P的膝关节要向前突出,让使用者P有不谐调感。因此,最优选为,在使用者P的腿伸为笔直的状态下,如图1所示,第三关节部8的关节轴81位于所述基准线L之上,使第三关节部8的弯曲角θ成为0的状态,即,腿支架5成为伸展的状态。
这里,当腿支架5为单纯的弯曲支架的情况时,下述连线的线长(以下称,腿支架长)对应于第三关节部8的弯曲角度θ,产生如图5(a)的B线的变化,所述连线连结第一关节部3处的腿支架5的摆动支点3a与第二关节部4的第一轴41。用第三关节部8的弯曲角θ对腿支架长进行微分后的腿支架5的伸缩速度如图5(b)的B线进行变化。并且,当弯曲角度θ变为0度时,腿支架5的伸缩速度变为0。因此,弯曲角度θ变为0度时,会失去腿支架5伸展方向、即上推落座构件1方向上的控制性。所以,从使用者P两腿直立的状态向单腿站立的状态过渡时,即使在站立腿侧的腿支架5处原本会产生的体重减负辅助力增加,在站立腿伸为笔直、站立腿侧的腿支架5的第三关节部8的弯曲角度θ变为0的情况下,也无法适当地控制体重减负辅助力。
因而,在本实施方式中,腿支架5的第二支架部7由伸缩自如的伸缩支架构成;所述伸缩支架包括:连0结于第三关节部8上的筒状上半部71、和滑动自如地贯通在上半部71内、且受到支持的下半部72,并且,设置连动机构11,其与第三关节部8的弯曲角度θ的增减动作联度,使第二支架部7收缩及拉伸。并且,连动机构11为在第二支架部7的伸缩速度在弯曲角度θ为0度的时候也不为0的方式而构成;所述第二支架部7的伸缩速度为用第三关节部8的弯曲角度θ对第二支架部7的长度进行微分后的速度。
由此,腿支架长对应于弯曲角θ如图5(a)的A线所示那样变化。而且,用弯曲角度θ对腿支架长进行微分后的腿支架5的伸缩速度如图5(b)的A线所示那样变化,在弯曲角度θ在为0度的时候也不为0。因此,弯曲角度θ即使为0度,也不会失去上推落座构件1方向上的控制性,对应于负荷变化可以适当地控制体重减负辅助力。其结果,在使用者P的腿伸为笔直的状态下,第三关节部8的弯曲角度为0度,即,能够使腿支架5成为伸展的状态,使用者不会感受到不谐调即可使用。另外,下半部72可经锁定螺帽73自由调节任意的长度。因此,能够调节腿支架的长度以符合使用者P的腿的长度。
这里,也可用下述方式构成连动机构:设置第二支架部7的伸缩用驱动源和检测第三关节部8弯曲角θ的传感器,并通过传感器发出的信号使伸缩用驱动源动作,而使第二支架部7的下半部72上下活动;所述伸缩用驱动源可使第二支架部7的下半部72相对于上半部71上下活动。然而,使用该方式,不仅会提高成本,并因伸缩用驱动器的影响使腿支架的总重量增大。因此,在本实施方式中,用机械构造构成连动机构11;所述机械构造可将第三关节部8的转动动作转换为直线动作、即第二支架部7的下半部72的直线动作以使第二支架部7进行伸缩,如此,不仅实现了成本降低,还能够将腿支架5总重量的增加抑制在较低的水平。
连动机构11,更具体地说,是由下述支架机构构成,所述支架机构由第一连动支架112、第二连动支架115及第三连动支架118组成;其中,所述第一连动支架112经轴111将一端枢定于第二支架部7的上半部71上;所述第二连动支架115经轴113将一端枢定于第二支架部7的下半部72上,并且另一端经轴114枢定于第一连动支架112的另一端上;所述第三连动支架118经轴116将一端枢定于第一支架部6上,并且另一端经轴117枢定于第一连动支架112的中间部。由此,连结第三关节部8的关节轴81、轴111、轴117及轴116的四角形形状,由于轴111的位移而变形;所述轴111的位移是由绕第二支架部7的上半部71的第三关节部8、并相对于第一支架部6的转动动作而产生,伴随该变形,连结轴114与轴111的连线,和连结轴114与轴113的连线所成的角度产生变化。根据该角度变化,轴111与轴113之间的距离发生变化,第二支架部7的下半部72相对于上半部71在其长度方向(上下方向)上进行直线动作。而且,当第三关节部8的弯曲角θ减小时,如图1所示,下半部72向下方移动,第二支架部7的长度增加;当弯曲角θ增加时,如图4所示,下半部72向上方移动,第二支架部7的长度减小。另外,不只限于本实施方式中的支架机构,还可以由凸轮机构和齿轮齿条机构构成连动机构11。
但是,倘若第一关节部3如上所述构成为具有圆弧状的导轨31的装置时,在落座构件1的下侧、与导轨31之间会产生空间。因而,为有效利用该空间,在落座构件1的支持架1b上,以收纳于与导轨31之间的空间的方式配置有驱动源9用的电池12、控制器13和电动机驱动器14。
这里,为降低腿支架5绕第一关节部3处的摆动支点3a的惯性力矩,最优选为将重物驱动源9配置于比第三关节部8高的位置上。因而,本实施方式中,如上所述,将驱动源9配置于比第一支架部6的第三关节部8高的部位。同时,将重物电池12也配置于比第三关节部8高的落座构件1上。如此,一旦将驱动源9和电池12配置在较高位置时,在使用者P直立的状态下,因为驱动源9和电池12的重量,容易对腿支架5产生以第二关节部4的第一轴41为中心、前后方向的倾动力矩,并因该倾动力矩对落座构件1作用以前后方向的推力。
因此,在本实施方式中采取了能够抑制所述倾动力矩发生的措施。将使用者P直立时的腿支架5的状态作为基准状态(图1中所示状态),对上述该点进行说明。在腿支架5的基准状态下,重物驱动源9和电池12以前额面可通过驱动源9、电池12各前后方向上的宽幅内的方式被配置,所述前额面为通过第二关节部4的第一轴41、为垂直并与横向平行的面(在本实施方式中,该前额面基本上与所述基准线L相一致)。由此,相对于所述前额面,驱动源9的重心与电池12的重心在前后方向上的偏移距离变短。所以,在腿支架5的基准状态下,因驱动源9和电池12的重量而对腿支架5产生的前后方向上的倾动力矩变小,所述倾动力矩以第二关节部4的第一轴41为中心的。其结果,在使用者P直立的状态下,由于该倾动力矩而作用于落座构件1的前后方向上的推力也变小,稳定性提高。
另外,也可以将电池12配置在腿支架5的第一支架部6上。但是,如本实施方式所述那样,只需将电池12配置于落座构件1处,由于电池12的质量不会被附加至腿支架5之上,所以可以尽可能地减少腿支架5的惯性力矩,是有利的。
但是,在所述第一实施方式中,虽然是用伸缩支架构成第二支架部7,也可以如图6所示的第二实施方式那样,由伸缩自如的伸缩支架构成第一支架部6;所述伸缩支架由连结在第三关节部8上的下半部61、和在上半部61处滑动自如地被支持的上半部62组成。此处,在第二实施方式中,第三关节部8经动力传递机构10由搭载在第一支架6的下半部61处的驱动源9被驱动。动力传递机构10,其与第一实施方式同样,由设置在驱动源9输出端的第一曲柄臂部101、超过关节轴81延伸并与第二支架部7为一体的第二曲柄臂部102、和连结两曲柄臂部101、102的杆103构成。并且,由机械构造构成连动机构11’,所述机械构造可将驱动源9的转动动作转换为直线动作、即第一支架部6的上半部62的直线动作,以使第一支架部6进行伸缩,连动于第三关节部8的弯曲角的增减动作,第一支架部6可以被收缩及拉伸。
该连动机构11’由设置在驱动源9输出端的曲柄臂部111’、连结曲柄臂部111’与第一支架部6上半部62的连结支架112’构成。并且,当第三关节部8的弯曲角度增加时,如图6(b)所示,第一支架部6的上半部62相对于下半部61向下方移动,则第一支架部6收缩;当第三关节部8的弯曲角度减少时,如图6(a)所示,第一支架部6的上半部62相对于下半部61向上方移动,则第一支架部6伸展。由此可以获得与第一实施方式同样的作用效果。
另外,也可以将第一实施方式与第二实施方式进行组合,第一支架部6和第二支架部7均由伸缩支架构成,并连动于第三关节部8的弯曲角度的增减动作,使第一支架部6、第二支架7收缩及拉伸。
以上,虽然参照附图对本发明的实施方式进行了说明,本发明还不只限于这些。例如,在所述实施方式中,虽然采用了以具有圆弧状的导轨31的形式构成第一关节部3、且使第一关节部3处的各腿支架5前后方向上的摆动支点3a位于落座构件1的上方的方式,也可以用具有横向轴的单纯构造的关节部来构成第一关节部3;所述横向轴将各腿支架5的上端部前后方向摆动自如地进行轴支承。而且,还可以由束装在使用者腰围部的安全带构成负荷传递部。另外,为辅助单腿骨折等行动不方便的使用者行走,在所述实施方式中的左右腿支架5、5之中,也可只留使用者行动不方便的腿侧的腿支架而省去另一侧的腿支架。
Claims (3)
1.一种行走辅助装置,其具有:负荷传递部、安装在使用者脚部的脚部安装部、以及负荷传递部与脚部安装部间的腿支架,并且,经负荷传递部将由腿支架产生的力传递至使用者躯体,其特征在于,
腿支架由上部的第一支架部、下部的第二支架部、中间的第三关节部和驱动第三关节部的驱动源构成,其中,所述第一支架部经由第一关节部连结于负荷传递部;所述第二支架部经由第二关节部连结于脚部安装部;所述中间的第三关节部将第一支架部和第二支架部弯曲自如地进行连结,
第一支架部和第二支架部中的至少一个由伸缩自如的伸缩支架构成,并具有连动机构,该连动机构与第三关节部的弯曲角度的增减动作连动,使伸缩支架收缩及拉伸,
并且,所述连动机构构成为:即使在第三关节部的弯曲角度成为0度时,用所述第三关节部的弯曲角度对所述伸缩支架的长度进行微分而得到的伸缩支架的伸缩速度也不为0。
2.根据权利1所述的行走辅助装置,其特征在于,所述连动机构由将所述第三关节部的旋转运动或所述驱动源的旋转运动转换为用于所述伸缩支架进行伸缩的直线运动的机械机构构成。
3.根据权利1所述的行走辅助装置,其特征在于,所述连动机构由将所述第三关节部的旋转运动或所述驱动源的旋转运动转换为用于所述伸缩支架进行伸缩的直线运动的机械机构构成。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006-189188 | 2006-07-10 | ||
JP2006189188A JP4712627B2 (ja) | 2006-07-10 | 2006-07-10 | 歩行補助装置 |
JP2006189188 | 2006-07-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101103949A CN101103949A (zh) | 2008-01-16 |
CN101103949B true CN101103949B (zh) | 2010-08-11 |
Family
ID=38919940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2007101286504A Expired - Fee Related CN101103949B (zh) | 2006-07-10 | 2007-07-09 | 行走辅助装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7534218B2 (zh) |
JP (1) | JP4712627B2 (zh) |
KR (1) | KR100840305B1 (zh) |
CN (1) | CN101103949B (zh) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5113550B2 (ja) * | 2008-02-19 | 2013-01-09 | アスカ株式会社 | 体幹サポート機構付き長下肢装具 |
JP5152757B2 (ja) * | 2008-04-01 | 2013-02-27 | 本田技研工業株式会社 | 歩行補助装置 |
JP5188279B2 (ja) * | 2008-06-11 | 2013-04-24 | 本田技研工業株式会社 | 歩行補助装置 |
JP4547477B2 (ja) * | 2008-09-10 | 2010-09-22 | 英一 元田 | 対麻痺者用立ち上がり・立位保持装具 |
JP5095582B2 (ja) * | 2008-11-05 | 2012-12-12 | 本田技研工業株式会社 | 歩行補助装置 |
JP5165535B2 (ja) | 2008-11-05 | 2013-03-21 | 本田技研工業株式会社 | 歩行補助装置 |
JP5095581B2 (ja) * | 2008-11-05 | 2012-12-12 | 本田技研工業株式会社 | 歩行補助装置 |
JP5184304B2 (ja) * | 2008-11-06 | 2013-04-17 | 本田技研工業株式会社 | 案内機構及び歩行補助装置 |
JP5073642B2 (ja) | 2008-12-17 | 2012-11-14 | 本田技研工業株式会社 | 動作補助装置 |
JP5457849B2 (ja) * | 2009-01-29 | 2014-04-02 | 本田技研工業株式会社 | 歩行補助装置 |
DE112010000770T5 (de) | 2009-01-29 | 2013-01-24 | Honda Motor Co., Ltd. | Gehunterstützungseinrichtung |
JP5524819B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2014-06-18 | 本田技研工業株式会社 | 歩行補助装置 |
JP5468961B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2014-04-09 | 本田技研工業株式会社 | スライダ |
JP5083461B2 (ja) * | 2010-06-21 | 2012-11-28 | トヨタ自動車株式会社 | 脚支援装置 |
JP5772033B2 (ja) * | 2011-02-10 | 2015-09-02 | 大日本印刷株式会社 | 動作補助装置及び動作補助制御用プログラム |
KR101278527B1 (ko) * | 2011-09-15 | 2013-06-25 | 대우조선해양 주식회사 | 링크 실린더 엑츄에이터 및 링크 실린더 엑츄에이터를 구비한 착용로봇 |
WO2015021886A1 (zh) | 2013-08-10 | 2015-02-19 | Huang Chen-Ming | 便携式人体支架系统 |
US10478368B2 (en) * | 2014-09-19 | 2019-11-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Force transmitting frames and motion assistance apparatuses including the same |
EP3158893B1 (en) * | 2015-10-21 | 2021-04-28 | noonee AG | Seat unit for wearable sitting posture assisting device |
EP3241531A1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-11-08 | noonee AG | Leg unit for a wearable sitting posture assisting device |
CN106389043B (zh) * | 2016-12-06 | 2018-09-04 | 莒县人民医院 | 一种下肢骨折患者升降助力器 |
KR20180075301A (ko) * | 2016-12-26 | 2018-07-04 | 삼성전자주식회사 | 운동 보조 장치 |
DE102017121343A1 (de) * | 2017-09-14 | 2019-03-14 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Gelenkeinrichtung |
KR20200050001A (ko) | 2018-10-30 | 2020-05-11 | 삼성전자주식회사 | 운동 보조 장치 |
CN109481239B (zh) * | 2019-01-10 | 2024-05-07 | 谷林电器(深圳)有限公司 | 一种步行辅助装置 |
US11197553B2 (en) * | 2019-04-04 | 2021-12-14 | Hyundai Motor Company | Wearable chair |
JP2021029266A (ja) * | 2019-08-13 | 2021-03-01 | Cyberdyne株式会社 | 体重支援型歩行補助装置およびその制御方法 |
KR102352602B1 (ko) * | 2020-02-25 | 2022-01-19 | 에이치로보틱스 주식회사 | 상지 및 하지용 재활 운동 장치 |
EP3984513A4 (en) * | 2019-11-15 | 2023-08-30 | H Robotics Inc. | UPPER AND LOWER LIMB REHABILITATION EXERCISE DEVICE |
CN111956457B (zh) * | 2020-09-04 | 2023-03-31 | 郑州第四极机电科技有限公司 | 电动助行器 |
US11717280B2 (en) | 2021-06-30 | 2023-08-08 | Innovative Medical Products, Inc. | Modular distractor apparatus, system, and method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN85107981A (zh) * | 1985-10-28 | 1986-07-02 | 霍满焕 | 步行助力装置 |
US4964628A (en) * | 1989-06-30 | 1990-10-23 | Center For Orthotics Design, Inc. | Hip-reciprocating apparatus |
US5961476A (en) * | 1997-07-28 | 1999-10-05 | Technology Research Association Of Medical And Welfare Apparatus | Walk assisting apparatus |
US6024713A (en) * | 1998-12-17 | 2000-02-15 | Barney; George Melvin | Leg support apparatus |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59115039A (ja) * | 1982-12-22 | 1984-07-03 | 工業技術院長 | 義足の歩行制御装置 |
US4543948A (en) * | 1983-06-27 | 1985-10-01 | Phillips Robert L | Apparatus and method for applying rotational pressure to parts of the body |
FR2589360B1 (fr) * | 1985-10-30 | 1987-12-24 | Chareire Jean Louis | Appareil d'assistance mecanique de la propulsion par les jambes |
IL105034A (en) * | 1993-03-12 | 1998-03-10 | Sate Of Israel Ministry Of Def | Exoskeletal system |
JP3002320U (ja) * | 1994-03-24 | 1994-09-20 | 正史 松浦 | 膝関節角度調節機構付き長下肢装具 |
JP3917432B2 (ja) * | 2002-01-29 | 2007-05-23 | 株式会社日立製作所 | 動作支援装置 |
JP4112430B2 (ja) * | 2003-05-21 | 2008-07-02 | 本田技研工業株式会社 | 歩行補助装置 |
JP2005000339A (ja) * | 2003-06-11 | 2005-01-06 | Toyota Motor Corp | 筋力補助装置 |
JP2005169052A (ja) | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Yasutaka Fujii | 腰部股関節膝靭帯等下肢疾患者が支持する体重を、補助して疾患部の疼痛を緩和し、人体本来の姿勢制御機能を疎外しないで下肢の動きに追従して機能する腰部股関節膝靭帯等下肢疾患者用体重支持補助具。 |
JP4071755B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2008-04-02 | 本田技研工業株式会社 | 歩行補助装置 |
KR100612031B1 (ko) * | 2004-11-04 | 2006-08-11 | 학교법인 서강대학교 | 근력증강을 위한 보행보조기기 및 그 제어방법 |
JP4344314B2 (ja) | 2004-12-28 | 2009-10-14 | 本田技研工業株式会社 | 体重免荷アシスト装置および体重免荷アシストプログラム |
JP4332136B2 (ja) * | 2005-06-03 | 2009-09-16 | 本田技研工業株式会社 | 肢体アシスト装置および肢体アシストプログラム |
-
2006
- 2006-07-10 JP JP2006189188A patent/JP4712627B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-07-06 US US11/774,294 patent/US7534218B2/en active Active
- 2007-07-09 CN CN2007101286504A patent/CN101103949B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-07-09 KR KR1020070068622A patent/KR100840305B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN85107981A (zh) * | 1985-10-28 | 1986-07-02 | 霍满焕 | 步行助力装置 |
US4964628A (en) * | 1989-06-30 | 1990-10-23 | Center For Orthotics Design, Inc. | Hip-reciprocating apparatus |
US5961476A (en) * | 1997-07-28 | 1999-10-05 | Technology Research Association Of Medical And Welfare Apparatus | Walk assisting apparatus |
US6024713A (en) * | 1998-12-17 | 2000-02-15 | Barney; George Melvin | Leg support apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101103949A (zh) | 2008-01-16 |
JP2008012224A (ja) | 2008-01-24 |
JP4712627B2 (ja) | 2011-06-29 |
US7534218B2 (en) | 2009-05-19 |
US20080009778A1 (en) | 2008-01-10 |
KR100840305B1 (ko) | 2008-06-20 |
KR20080005865A (ko) | 2008-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101103949B (zh) | 行走辅助装置 | |
CN101460118B (zh) | 步行辅助装置 | |
KR100856844B1 (ko) | 보행 보조 장치 | |
KR100855538B1 (ko) | 보행 보조 장치 | |
CN101119696B (zh) | 步行辅助装置 | |
CN101505708B (zh) | 步行辅助装置 | |
US7731674B2 (en) | Walking assistance device | |
KR100856847B1 (ko) | 보행 보조 장치 | |
CN101129288B (zh) | 行走辅助装置 | |
JP4641225B2 (ja) | 歩行補助装置 | |
JP4666642B2 (ja) | 歩行補助装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100811 Termination date: 20110709 |